ansys聲學(xué)分析案例的案例
案例53-MEMS麥克風(fēng)的聲學(xué)分析
聲學(xué)邊界條件和載荷
在結(jié)構(gòu)和電氣載荷（溫度和直流偏壓）下進(jìn)行靜態(tài)分析后，進(jìn)行線性擾動(dòng)諧波分析，以分析麥克風(fēng)在輸入壓力波下的響應(yīng)。在這方面，在聲音端口入口上施加了0.01 m/s的速度和無(wú)限輻射邊界。
分析和求解控制
靜態(tài)分析
進(jìn)行大變形（NLGEOM，ON）靜態(tài)分析，以在施加溫度下將拉伸應(yīng)力插入膜中，并在氣隙的膜側(cè)引入DC電壓。
在該分析中忽略了聲學(xué)單元，但使用了MORPH命令來(lái)變形聲學(xué)單元，以便為下游線性擾動(dòng)分析正確地成形聲學(xué)單元。在morphi命令上設(shè)置StrOpt=YES允許在模型中使用結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行變形：
預(yù)應(yīng)力全諧波響應(yīng)分析
使用對(duì)數(shù)跨度選項(xiàng)從20到20000 Hz進(jìn)行頻率掃描。
在該諧波響應(yīng)分析中，使用線性攝動(dòng)法來(lái)包括預(yù)應(yīng)力效應(yīng)；考慮0.45V的DC偏置電壓效應(yīng)。聲速施加在聲端口入口上，導(dǎo)致膜振動(dòng)：
結(jié)果和討論
靜態(tài)分析結(jié)果
靜態(tài)分析主要用于通過(guò)施加直流電壓對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，但也可用于對(duì)氣隙的電容（C=電荷/電壓）進(jìn)行后處理。
預(yù)應(yīng)力全諧波響應(yīng)分析結(jié)果
麥克風(fēng)可以在可聽(tīng)頻率帶寬內(nèi)工作；因此，在此范圍內(nèi)分析麥克風(fēng)的靈敏度。靈敏度將輸出電信號(hào)表征為施加壓力的函數(shù)。理想情況下，靈敏度在頻率范圍內(nèi)是恒定的，這跟本例的情況幾乎是這樣的：
建議
設(shè)置靜電結(jié)構(gòu)和聲學(xué)計(jì)算時(shí)，考慮以下提示和建議：
• 在進(jìn)行線性擾動(dòng)諧波分析之前，需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力分析。
• 聲學(xué)網(wǎng)格應(yīng)足夠精細(xì)，以正確捕捉壓力波。
• 為了說(shuō)明靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析產(chǎn)生的變形，使用靜態(tài)分析中的MORPH命令在聲學(xué)流體中變形網(wǎng)格。
參考文獻(xiàn)
Dehé, A. (February, 2007).
展開(kāi) 案例41-粘熱諧振器的聲學(xué)分析
該示例問(wèn)題使用聲學(xué)單元和粘熱損失（比較邊界層阻抗[BLI]模型和低頻率[LRF]模型）來(lái)分析帶有四分之一波長(zhǎng)諧振器的吸音裝飾板。
重點(diǎn)介紹了以下特性和功能：
• 三維聲學(xué)單元
• 法向表面速度
• 邊界層阻抗（BLI）模型
• 低頻率（LRF）模型
• 端口定義
• 吸收系數(shù)后處理
介紹
開(kāi)發(fā)最小化噪聲的系統(tǒng)是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，因?yàn)樵肼暿且粋€(gè)可能快速且不利地影響舒適性的因素。例如，在飛機(jī)機(jī)艙中，機(jī)身周?chē)耐牧鬟吔鐚邮侵懈哳l范圍（500-2000Hz）噪聲的主要來(lái)源。為了降低機(jī)艙內(nèi)的聲壓級(jí)，一種有效的解決方案是由不同直徑和長(zhǎng)度的管組成的四分之一波諧振器面板。共振板的吸收能力是四分之一波現(xiàn)象和粘熱損失綜合作用的結(jié)果。
這里提出的問(wèn)題計(jì)算了示例諧振器面板的吸收系數(shù)。
問(wèn)題描述
為了減少飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的噪聲，可以將粘熱四分之一波諧振器面板放置在機(jī)艙內(nèi)。諧振管的長(zhǎng)度和直徑經(jīng)過(guò)優(yōu)化，以使感興趣的頻率范圍內(nèi)的聲音吸收最大化。因此，本文描述的諧振器模型使用阻抗管方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值測(cè)試。
下圖顯示了本仿真中使用的諧振器模型的幾何結(jié)構(gòu)：
該圖顯示了由不同直徑和長(zhǎng)度的管組成的諧振器，從而優(yōu)化了所有頻率的吸收：
每個(gè)管的半徑和長(zhǎng)度由以下值定義：
建模
結(jié)構(gòu)的三維模型在ANSYS DesignModeler中創(chuàng)建，并用FLUID220和FLUID221三維聲學(xué)單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，壓力作為唯一的自由度（KEYOPT（2）=1）。
在阻抗管入口施加法向速度和無(wú)反射輻射邊界，模擬揚(yáng)聲器實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的聲音。
展開(kāi) 平板聲學(xué)分析Ansys
第二種分析后處理方式，
!使用諧波分析法對(duì)530－540Hz頻率之間進(jìn)行頻率掃描計(jì)算第一階彎曲模態(tài)，從而檢測(cè)到結(jié)構(gòu)模型的固有頻率
/solu
antype,harmic
hropt,full
f,131,fY,1000.
alls
nsubst,10
kbc,1
HARF,530,540 !加載頻率530－540
SOLVE
!檢測(cè)到結(jié)構(gòu)模型的固有頻率
/post26
plcplx,0
nsol,2,1,u,x,d1ux
store
conjug,3,2
prod,4,2,3
sqrt,5,4
*get,uxmx,vari,5,extrem,tmax
/COM -------------------------------------------------------------
/COM Expected Result:
/COM
/COM The following "uxmx" should equal
/COM -------------------------------------------------------------
*status,uxmx
finish
平板的聲學(xué)分析Ansys.doc
展開(kāi) ANSYS軟件在模擬分析聲學(xué)換能器中的應(yīng)用
aANSYS是通常用于分析和設(shè)計(jì)聲學(xué)換能器的有限元軟件之一,通過(guò)實(shí)例給出分析聲學(xué)換能器的處理過(guò)程,包括建模、施加載荷、設(shè)置求解選項(xiàng)、使用后處理器、以及獲得換能器振動(dòng)輻射參數(shù)的一般過(guò)程,并涉及寬帶換能器、矢量換能器的發(fā)射與接收問(wèn)題,對(duì)ANSYS有限元軟件模擬換能器的一些經(jīng)常遇到的問(wèn)題細(xì)節(jié)的處理方法做了較全面的概括。還簡(jiǎn)要討論了流體中結(jié)構(gòu)模態(tài)分析的一般處理方法,對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算操作并獲得換能器的特性參數(shù)等等。
ANSYS軟件在模擬分析聲學(xué)換能器中的應(yīng)用.pdf
展開(kāi) 
Ansys完善的NVH解決方案介紹，涉及聲學(xué)求解器、振動(dòng)沖擊分析等【6月12直播】
仿真服務(wù)、Ansys 2025R1系列往期錄播免費(fèi)領(lǐng)取，更多資料，掃碼添加技術(shù)鄰客服詳細(xì)咨詢~
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ANSYS APDL斜拉橋精細(xì)化建模與仿真分析案例 ￥39.9
模型簡(jiǎn)介
圖1-1 Ansys斜拉橋全橋模型
圖1-2 恒載位移情況（mm）
圖1-3 索力提取（N）
本案例提供了一套基于ANSYS APDL的斜拉橋全參數(shù)化建模與仿真分析解決方案，涵蓋主梁、索塔及斜拉索的模擬，適用于橋梁工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)分析、索力優(yōu)化及二次開(kāi)發(fā)需求。模型采用經(jīng)典單元類(lèi)型（Beam188、Link180），跨徑布置為100m+220m+100m，包含完整的命令流文件（.mac）與模型數(shù)據(jù)庫(kù)文件（.cdb），用戶可直接運(yùn)行或基于現(xiàn)有框架快速擴(kuò)展功能。
1.2. 核心內(nèi)容與文件說(shuō)明
1.2.1. 模型文件
stayedCableBridge.cdb：已生成的有限元模型數(shù)據(jù)庫(kù)，包含幾何、單元、材料及邊界條件定義，可直接導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行求解或后處理。【也可以直接接入到命令界面進(jìn)行修改】
Stayed Cable Bridge.mac：模型分析的APDL命令流腳本，含求解及后處理等關(guān)鍵步驟包括。
1.2.2. 模型特點(diǎn)
單元類(lèi)型科學(xué)選擇：
Beam188：適用于主梁與索塔的彎曲-剪切耦合分析，支持自定義截面形狀；
Link180：模擬斜拉索的索-梁/塔錨固行為，可通過(guò)初應(yīng)變法實(shí)現(xiàn)索力精準(zhǔn)控制。
可通過(guò)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的修改進(jìn)行：
參數(shù)化設(shè)計(jì)：跨徑、塔高、索面布置等關(guān)鍵參數(shù)可快速修改，適應(yīng)不同橋型需求。
非線性兼容性：支持幾何非線性分析（如大位移、索松弛），為復(fù)雜工況提供可靠依據(jù)。
案例優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景
1.2.3.
展開(kāi) Ansys ACT案例----挖掘機(jī)斗桿、動(dòng)臂、鏟斗工作分析案例
，包含兩種動(dòng)臂工況，一種斗桿工況，兩種鏟斗工況，在這個(gè)案例中，一次只能分析一種工況，需要用戶在界面選擇。
ANSYS workbench過(guò)盈配合分析案例 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)三維模型的繪制
2、學(xué)習(xí)過(guò)盈配合分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置
3、學(xué)習(xí)靜力學(xué)分析步的建立
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench過(guò)盈配合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
?
ANSYS自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)及案例分析（附完整模型分析命令流）
ANSYS通過(guò)能量誤差估計(jì)來(lái)評(píng)估網(wǎng)格密度是否充足，如網(wǎng)格不夠細(xì)，程序可以自動(dòng)細(xì)化網(wǎng)格以減少誤差。這一自動(dòng)估計(jì)網(wǎng)格劃分誤差并細(xì)化網(wǎng)格的過(guò)程稱(chēng)為”自適應(yīng)網(wǎng)格劃分“。通過(guò)自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)可以獲得較好的應(yīng)力分布。
自適應(yīng)網(wǎng)格劃分僅適用于單元plane2/25/42/82/83,solid45/64/73/92/95,shell43/63/93及部分熱單元。分析類(lèi)型僅適用于線性靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析和線性穩(wěn)態(tài)熱分析。
自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的基本過(guò)程通過(guò)一個(gè)案例說(shuō)明。
02 具有多孔和凹域的板拉伸案例
針對(duì)如下具有多孔和凹域的板，采用plane42單元，首先設(shè)置KSEIZE=10來(lái)設(shè)置自適應(yīng)網(wǎng)格前的網(wǎng)格尺寸，其后按自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)對(duì)網(wǎng)格再劃分。設(shè)置ADAPT,10,6，其中10表示迭代次數(shù)最大為10。6表示能力誤差不超過(guò)6%。具體的ADAPT命令說(shuō)明如圖。
一般的自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的能量模誤差百分比小于5時(shí)，計(jì)算較為可靠，可以看到下圖給出Von Mises Stress，無(wú)網(wǎng)格自適應(yīng)的應(yīng)力結(jié)果有明顯的不連續(xù)和突變的過(guò)程。但注意，凹角點(diǎn)為應(yīng)力奇異點(diǎn)，在彈性范圍內(nèi)其數(shù)值無(wú)法通過(guò)有限元方法求得。
Von Mises Stress：無(wú)網(wǎng)格自適應(yīng)（左），有網(wǎng)格自適應(yīng)（右）
ADAPT命令解釋
03 完整模型分析命令流
!多孔板自適應(yīng)網(wǎng)格劃分-PLANE42
finish
/clear
/prep7
blc4,,,450,350
blc4,200,250,100,100 !創(chuàng)建兩個(gè)矩形面
cyl4,,,100
cyl4,335,95,55 !
展開(kāi) ANSYS磨損分析案例 ￥2
在ANSYS上用APDL實(shí)現(xiàn)磨損分析，含Archard磨損模型和用戶自定義的磨損模型。
ANSYS AQWA波浪力分析案例：絞吸挖泥船波浪力分析
圖1 鋼樁裂紋
二、分析工具
本次分析采用常用的波浪力分析軟件AQWA進(jìn)行分析，模擬船體在不同波浪情況下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況。AQWA是一套集成模塊，主要用于滿足各種結(jié)構(gòu)流體動(dòng)力學(xué)特性評(píng)估相關(guān)分析需求，包括從桅、桁到FPSOs，從停泊系統(tǒng)到救生系統(tǒng)，從TLPs到半潛水系統(tǒng)，從漁船到大型船舶以及結(jié)構(gòu)交互作用。該軟件相對(duì)成熟，在計(jì)算波浪力方面具有優(yōu)勢(shì)，因此采用該軟件進(jìn)行不同工況下的運(yùn)動(dòng)分析。
三、分析步驟
1、建立模型
根據(jù)船舶的實(shí)際尺寸，建立船體和鋼樁三維模型。為計(jì)算方便，對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，去掉對(duì)模擬影響不大的結(jié)構(gòu)，建立模型如下：
圖2 計(jì)算模型
船體長(zhǎng)度xxm，寬度xxm，型深xm，總噸位4316t，滿載平均吃水4.2m。該船處于無(wú)遮蔽的海域中，收到波浪的作用，分析其運(yùn)動(dòng)性能。
2、參數(shù)設(shè)置
根據(jù)船體和鋼樁實(shí)際的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)軟件計(jì)算其重心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)，并對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。本次網(wǎng)格采用四面體和六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，采用智能網(wǎng)格方式進(jìn)行劃分，選取單元最大尺寸為2，共生成單元3686個(gè)，如下圖所示。
圖3 劃分網(wǎng)格
3、計(jì)算載荷
計(jì)算水深為30米，分別計(jì)算如下工況下，船體在風(fēng)浪作用下對(duì)鋼樁進(jìn)行沖擊時(shí)，鋼樁受到的作用力。假定波浪與船體夾角為45°，波高為1m，波的頻率為0.167.通過(guò)AQWA軟件模擬船舶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并進(jìn)行受力分析，其結(jié)果如下：
圖4 壓力和運(yùn)動(dòng)云圖
圖5 作用在船體上的縱向波浪載荷
圖6 樁底反力
由上圖可以的受力分析可以看出，鋼樁在船體和土體的共同作用下，鋼樁底部受力較大，在該工況下，鋼樁底部的作用反力最大為1.05*106N。
展開(kāi) 
ansys apdl 模態(tài)分析詳解與案例 ￥5
模態(tài)分析介紹與案例（附帶完整建模及前后處理命令流）。模態(tài)分析的本質(zhì)就是研究系統(tǒng)的自由振動(dòng)特性，確定一個(gè)結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。而固有頻率和振型是承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，所以，模態(tài)分可以作為其它動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的起點(diǎn)。ansys的模態(tài)分析是線性分析，任何非線性特性，例如塑性，接觸單元等，即使定義了也將被忽略。
?它的主要用途：
（1）避免共振或使結(jié)構(gòu)以特定頻率進(jìn)行振動(dòng)(例如橋梁設(shè)計(jì))，
（2）認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)對(duì)于不同類(lèi)型的動(dòng)力載荷是如何響應(yīng)的，
（3）有助于在其它動(dòng)力分析中估算求解控制參數(shù)(如時(shí)間步長(zhǎng))等
模態(tài)分析步驟雖然相較簡(jiǎn)單，但其對(duì)結(jié)構(gòu)的NVH特性分析尤為重要，下面通過(guò)兩個(gè)案例詳細(xì)介紹模態(tài)分析的專(zhuān)屬名詞及分析方法。
案例1--均勻直桿的固有頻率分析
命令流：
/clear
/prep7
et,1,solid186
mp,ex,1,2e11
mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
block,0,0.01,0,0.01,0,0.1
lesize,1,,,3
lesize,2,,,3
lesize,9,,,15
mshape,0
mshkey,1
vmesh,1
finish
!
展開(kāi) ansys apdl 動(dòng)力學(xué)分析案例 ￥5
凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)分析（附帶完整建模、計(jì)算、前后處理腳本命令）。
一 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析（凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)）
一對(duì)心直動(dòng)尖底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件位移s隨時(shí)間的變化，模型示意圖如圖所示。
1.選擇單元和材料屬性：
/clear,start
!清除內(nèi)容并從新開(kāi)始
/prep7
!進(jìn)入前處理
!=====單元＆材料======
et,1,plane42
!平面單元42
et,2,solid95
!實(shí)體單元95
mp,ex,1,2e11
!材料1的彈性模量
mp,prxy,1,0.3
!材料1的泊松比
mp,dens,1,7800
!材料1的密度
選擇這兩個(gè)單元的原因：
展開(kāi) Ansys 案例研究 | 電路板的模態(tài)分析
案例描述
在電子產(chǎn)品的振動(dòng)與可靠性設(shè)計(jì)中，PCB 的模態(tài)分析至關(guān)重要。它用于確定電路板的固有頻率和振型，從而預(yù)測(cè)其在動(dòng)態(tài)載荷下是否會(huì)發(fā)生共振，導(dǎo)致焊點(diǎn)失效、元件開(kāi)裂或信號(hào)異常。本次將使用一塊電路板的模型來(lái)演示電路板的自然頻率/模態(tài)的提取過(guò)程，通過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)流程，可以明確識(shí)別出板上的脆弱區(qū)域，并為優(yōu)化布局、增加剛度或規(guī)避外部激勵(lì)頻率提供定量的工程依據(jù)。
分析目標(biāo)
本案例旨在通過(guò)規(guī)范的有限元分析流程，對(duì)一塊航空電子設(shè)備電路盒進(jìn)行模態(tài)仿真，達(dá)成以下具體工程目標(biāo)：
獲取動(dòng)態(tài)特性參數(shù)：精確提取該 PCB 在既定約束條件下的前6階固有頻率（Natural Frequencies）及其對(duì)應(yīng)的振型（Mode Shapes）。
識(shí)別共振風(fēng)險(xiǎn)：通過(guò)模態(tài)結(jié)果，明確 PCB 的敏感頻率區(qū)間，為評(píng)估其與外部環(huán)境振動(dòng)（如風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)）發(fā)生共振的可能性提供直接依據(jù)。
定位機(jī)械薄弱點(diǎn)：可視化分析各階振型，識(shí)別在振動(dòng)中位移最大或應(yīng)變能集中的區(qū)域（通常為大型器件、板邊或懸空部位），這些位置是潛在的焊點(diǎn)疲勞與元件損壞風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
建立優(yōu)化基準(zhǔn)：為后續(xù)的設(shè)計(jì)改進(jìn)（如增加支撐、改變固定點(diǎn)、調(diào)整布局）提供可量化的對(duì)比基準(zhǔn)，目標(biāo)是提升 PCB 的首階固有頻率，避開(kāi)關(guān)鍵激勵(lì)頻帶。
分析步驟
1.打開(kāi) Ansys Workbench, 創(chuàng)建一個(gè) "模態(tài)分析"系統(tǒng)
2.定義材料屬性，包括碳化硅、PVC 等
3.導(dǎo)入航空電子設(shè)備電路盒的幾何圖形，如下圖所示
帶有航空電子設(shè)備外殼的電子電路板
4.將材料分配到幾何體上（默認(rèn)材質(zhì)為結(jié)構(gòu)鋼）。
展開(kāi) Ansys 案例研究 | 太陽(yáng)能電池板熱吸收仿真分析
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